JP2530950B2 - Thermistor temperature detection device using AD converter - Google Patents
Thermistor temperature detection device using AD converterInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ＡＤコンバータを用
いたサーミスタ温度検出装置に関し、例えば、プリンタ
内の環境温度の検出に好適な温度検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermistor temperature detecting device using an AD converter, for example, a temperature detecting device suitable for detecting an environmental temperature in a printer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図２はＡＤコンバータを用いたサーミス
タ温度検出装置の従来例を示す図である。同図におい
て、１は抵抗、２はサーミスタであり、抵抗とサーミス
タの直列回路により温度検出回路を構成している。３は
半導体増幅器、４はＡＤコンバータ、５は演算回路であ
る。2. Description of the Related Art FIG. 2 is a diagram showing a conventional example of a thermistor temperature detecting device using an AD converter. In the figure, 1 is a resistor, 2 is a thermistor, and a series circuit of the resistor and the thermistor constitutes a temperature detection circuit. Reference numeral 3 is a semiconductor amplifier, 4 is an AD converter, and 5 is an arithmetic circuit.
【０００３】検出対象の温度はサーミスタ２により検出
される。検出対象の温度が変化し、サーミスタ２の抵抗
値が変化すると、図中のＭ点の電位が変化する。増幅器
３はＭ点の電位を増幅し、その出力をＡＤコンバータ４
に与える。ＡＤコンバータ４は増幅器３の出力をデジタ
ル信号に変換し、サーミスタ２の抵抗値に対応したデジ
タル信号を発生する。演算回路５はＡＤコンバータ４の
出力を読み取り、サーミスタ２の抵抗値を求め、検出対
象の温度を求める。The temperature of the object to be detected is detected by the thermistor 2. When the temperature of the detection target changes and the resistance value of the thermistor 2 changes, the potential at point M in the figure changes. The amplifier 3 amplifies the potential at the point M and outputs its output to the AD converter 4
Give to. The AD converter 4 converts the output of the amplifier 3 into a digital signal and generates a digital signal corresponding to the resistance value of the thermistor 2. The arithmetic circuit 5 reads the output of the AD converter 4, finds the resistance value of the thermistor 2, and finds the temperature of the detection target.
【０００４】この種の装置において、サーミスタ２の抵
抗値ＲS とＡＤコンバータ４の出力Ａは(1) 式で表すこ
とが出来る。In this type of device, the resistance value R S of the thermistor 2 and the output A of the AD converter 4 can be expressed by equation (1).
【数１】 ここで、Ｒは抵抗１の抵抗値、ＲS は検出時の温度に対
応するサーミスタ２の抵抗値、Ｋは増幅器３のゲイン、
ＶCCは抵抗１とサーミスタ２の直列回路の上端電圧、Ｅ
C はその下端電圧である。[Equation 1] Here, R is the resistance value of the resistor 1, R S is the resistance value of the thermistor 2 corresponding to the temperature at the time of detection, K is the gain of the amplifier 3, and
V CC is the upper end voltage of the series circuit of the resistor 1 and the thermistor 2, E
C is the bottom voltage.
【０００５】また、αはＡＤコンバータの分解能、すな
わち、ＡＤコンバータ出力の最下位のビットが変化する
に要するＡＤコンバータの入力電圧変化量であり、ＡＤ
コンバータ４を８ビツトのものとするとα＝（ＶDD −
ＶSS ）／２8 ＝（ＶDD −ＶSS ）／２５６で表され
る。ただし、ＶDD，ＶSSはＡＤコンバータ４にあたえら
れるリファレンス電圧である。Further, α is the resolution of the AD converter, that is, the input voltage change amount of the AD converter required to change the least significant bit of the AD converter output.
If the converter 4 is an 8-bit converter, α = (V DD −
It is represented by V SS ) / 2 8 = (V DD −V SS ) / 256. However, V DD and V SS are reference voltages given to the AD converter 4.
【０００６】上記式を変換すると、(2) 式がえられる。By converting the above equation, equation (2) is obtained.
【数２】 上記式から明らかなように、サーミスタ２の抵抗値は電
圧ＶCC 、電圧ＥC 、ＡＤコンバータのリファレンス電
圧ＶDD とＶSS により定まるα、増幅器３のゲインＫ
の関数であり、これらの値が変化すると演算回路５にお
けるサーミスタ２の抵抗値の算出結果は不正確なものと
なる。したがつて、従来装置においては、精度良く検出
対象の温度を検出することができなかった。[Equation 2] As is clear from the above equation, the resistance value of the thermistor 2 is the voltage V CC , the voltage E C , α determined by the reference voltages V DD and V SS of the AD converter, and the gain K of the amplifier 3.
When these values change, the calculation result of the resistance value of the thermistor 2 in the arithmetic circuit 5 becomes inaccurate. Therefore, the conventional device cannot accurately detect the temperature of the detection target.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記従来装
置の欠点を解決するためになされたものであつて、サー
ミスタと抵抗の直列回路の電源電圧、ＡＤコンバータの
リファレンス電圧の変動、温度ドリフトなどによる増幅
器のゲインの変動があっても精度良く温度を検出するこ
とができるＡＤコンバータを用いたサーミスタ温度検出
装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the drawbacks of the above-mentioned conventional device, and it is the power supply voltage of the series circuit of the thermistor and the resistor, the fluctuation of the reference voltage of the AD converter, the temperature drift, etc. It is an object of the present invention to provide a thermistor temperature detecting device using an AD converter that can detect temperature with high accuracy even if the gain of the amplifier changes due to.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】第１の抵抗体１１とサー
ミスタ１４からなる第１の直列回路と、第２の抵抗体１
２と所定の第１の温度のとき上記サーミスタが示す抵抗
値に等しい抵抗値を持つ第３の抵抗体１５からなる第２
の直列回路と、第４の抵抗体１３と所定の第２の温度の
とき上記サーミスタが示す抵抗値に等しい抵抗値を持つ
第５の抵抗体１６からなる第３の直列回路からなり、上
記第１、第２、第３の直列回路を並列に接続したものを
電源回路に接続し温度検出回路を構成する。この温度検
出回路の第１の直列回路の抵抗体１１とサーミスタ１４
の接続点Ｐ、第２の直列回路の抵抗体１２と抵抗体１５
の接続点Ｑおよび第３の直列回路の抵抗体１３と抵抗体
１６の接続点Ｓは切り換えスイッチ１７の入力側にそれ
ぞれ接続される。また、切り換えスイッチ１７の出力側
は増幅器１８の入力端子に接続されており、増幅器１８
の出力信号はＡＤコンバータ１９に入力されデジタル信
号に変換され、その出力デジタル信号は制御演算回路２
０に入力される。制御演算回路２０は上記切り換えスイ
ッチ１７を切り換えて上記接続点Ｐ，Ｑ，Ｓの各電位に
対応したデジタル信号を順次読み込み、メモリ２１に記
憶させ、該デジタル信号と上記温度検出回路の各抵抗体
１１，１２，１３，１５，１６の抵抗値に基づきサーミ
スタ１４の抵抗値を算出し、温度を求める。A first series circuit composed of a first resistor 11 and a thermistor 14, and a second resistor 1
2 and a second resistor comprising a third resistor 15 having a resistance value equal to that of the thermistor at a predetermined first temperature.
And a third series circuit including a fourth resistor 13 and a fifth resistor 16 having a resistance value equal to the resistance value indicated by the thermistor at a predetermined second temperature. A temperature detection circuit is configured by connecting the first, second, and third series circuits connected in parallel to the power supply circuit. The resistor 11 and the thermistor 14 of the first series circuit of this temperature detection circuit
Connection point P, the resistor 12 and the resistor 15 of the second series circuit
The connection point Q and the connection point S between the resistors 13 and 16 of the third series circuit are connected to the input side of the changeover switch 17, respectively. The output side of the changeover switch 17 is connected to the input terminal of the amplifier 18,
Output signal is input to the AD converter 19 and converted into a digital signal, and the output digital signal is the control arithmetic circuit 2
Input to 0. The control arithmetic circuit 20 switches the change-over switch 17 to sequentially read the digital signals corresponding to the respective potentials of the connection points P, Q, S and store them in the memory 21, and the digital signals and the resistors of the temperature detection circuit. The resistance value of the thermistor 14 is calculated based on the resistance values of 11, 12, 13, 15, and 16 to obtain the temperature.
【０００９】[0009]
【作用】温度検出回路の接続点Ｐ，Ｑ，Ｓの電位をデジ
タル信号に変換し制御演算回路２０に読み込み、これら
のデジタル信号に基づきサーミスタ１４の抵抗値を算出
し温度を求める。これにより、電圧変動、増幅器１８の
ゲインの変動の影響を除去することができ、精度の良い
温度検出を行うことができる。The potentials at the connection points P, Q and S of the temperature detecting circuit are converted into digital signals and read into the control arithmetic circuit 20, and the resistance value of the thermistor 14 is calculated based on these digital signals to obtain the temperature. As a result, it is possible to eliminate the influence of voltage fluctuations and gain fluctuations of the amplifier 18, and it is possible to perform accurate temperature detection.
【００１０】[0010]
【実施例】図１はこの発明の１実施例を示す図である。
同図において、１１〜１３，１５，１６は抵抗、１４は
サーミスタであり、上記抵抗、サーミスタの直並列回路
により温度検出回路を構成している。１７は切り換えス
イッチ、１８は半導体増幅器、１９はＡＤコンバータ、
２０は制御演算回路（例えば、プロセッサ）、２１はメ
モリである。ここで、上記温度検出回路の抵抗１５，１
６の値Ｒ1 ，Ｒ2 はそれぞれ、任意の温度に対応するサ
ーミスタの抵抗値と等しい値に選定されている。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
In the figure, 11 to 13, 15, and 16 are resistors, and 14 is a thermistor, and a temperature detection circuit is constituted by a series-parallel circuit of the resistor and the thermistor. 17 is a changeover switch, 18 is a semiconductor amplifier, 19 is an AD converter,
Reference numeral 20 is a control arithmetic circuit (for example, a processor), and 21 is a memory. Here, the resistors 15 and 1 of the temperature detection circuit
The values R 1 and R 2 of 6 are selected to be equal to the resistance value of the thermistor corresponding to an arbitrary temperature.
【００１１】切り換えスイッチ１７は制御演算回路２０
の出力により、１，２，３の順序で高速に切り換えら
れ、抵抗１２と抵抗１５、抵抗１３と抵抗１６、抵抗１
１とサーミスタ１４の接続点の電位Ｑ，Ｓ，Ｐは順番に
増幅器１８に与えられ増幅される。増幅器１８の出力は
ＡＤコンバータ１９に入力されデジタル量に変換され制
御演算回路２０に与えられる。The changeover switch 17 is a control arithmetic circuit 20.
The output is switched in the order of 1, 2 and 3 at high speed, and the resistors 12 and 15, the resistors 13 and 16 and the resistor 1 are switched.
The potentials Q, S, and P at the connection point between 1 and the thermistor 14 are sequentially given to the amplifier 18 and amplified. The output of the amplifier 18 is input to the AD converter 19, converted into a digital amount, and given to the control arithmetic circuit 20.
【００１２】制御演算回路２０はＱ，Ｓ，Ｐ各点の電位
に対応したデジタル信号Ａ1 ，Ａ2 ，ＡS を順次メモリ
２１に記憶させる。Ｑ，Ｓ，Ｐ各点の電位に対応したデ
ジタル信号Ａ1 ，Ａ2 ，ＡS の読み取りが終ると、制御
演算回路２０は上記デジタル信号Ａ1 ，Ａ2 ，ＡS およ
び抵抗値Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒの値に基づきサーミスタの抵抗
値を算出し、検出対象の温度を求める。The control arithmetic circuit 20 sequentially stores the digital signals A 1 , A 2 and A S corresponding to the potentials at the Q, S and P points in the memory 21. When the reading of the digital signals A 1 , A 2 , A S corresponding to the potentials at the points Q, S, P is completed, the control arithmetic circuit 20 causes the digital signals A 1 , A 2 , A S and the resistance value R 1 , The resistance value of the thermistor is calculated based on the values of R 2 and R, and the temperature of the detection target is obtained.
【００１３】まず、スイッチ１７が１に切り換えられて
いる時、ＡＤコンバータ１９の出力をＡ1 とすると、
（３）式が成り立つ。First, when the output of the AD converter 19 is A 1 when the switch 17 is switched to 1 ,
Equation (3) holds.
【数３】 次に、スイッチ７が２に切り換えられている時、ＡＤコ
ンバータ１９の出力をＡ2 とすると、（４）式が成り立
つ。(Equation 3) Next, assuming that the output of the AD converter 19 is A 2 when the switch 7 is switched to 2 , the equation (4) is established.
【数４】 最後に、スイッチ７が３に切り換えられている時、ＡＤ
コンバータ１９の出力をＡS とすると、（５）式が成り
立つ。[Equation 4] Finally, when switch 7 is switched to 3, AD
When the output of the converter 19 is A S , the equation (5) is established.
【数５】 (Equation 5)
【００１４】ここで、Ｒは抵抗１１，１２，１３の抵抗
値、Ｒ1 ，Ｒ2 はそれぞれ抵抗１５、抵抗１６の抵抗
値、Ｋは増幅器１８のゲイン、ＶCCとＥC はそれぞれ抵
抗１１，１２，１３，１５，１６とサーミスタ１４から
なる温度検出回路の上端電圧と下端電圧、αはＡＤコン
バータ１９の分解能、すなわち、ＡＤコンバータ出力の
最下位のビットが変化するに要するＡＤコンバータ１９
の入力電圧変化量であり、前述したようにＡＤコンバー
タ１９のリファレンス電圧ＶDD ，ＶSS およびＡＤコ
ンバータ１９の出力ビツト数により定まる。Here, R is the resistance value of the resistors 11, 12, and 13, R 1 and R 2 are the resistance values of the resistors 15 and 16, K is the gain of the amplifier 18, and V CC and E C are the resistance 11 respectively. , 12, 13, 15, 16 and the thermistor 14, the upper limit voltage and the lower limit voltage of the temperature detection circuit, α is the resolution of the AD converter 19, that is, the AD converter 19 required for changing the least significant bit of the AD converter output.
The input voltage change amount of the AD converter 19 is determined by the reference voltages V DD and V SS of the AD converter 19 and the number of output bits of the AD converter 19 as described above.
【００１５】上記（３），（４），（５）式を整理する
と、Ｋ，ＶCC ，ＥC ，α，ＶSSが消去され、ＡＤコン
バータの出力Ａ1 ，Ａ2 ，ＡS とサーミスタ１４の抵抗
値は（６）式で表される。By rearranging the above equations (3), (4) and (5), K, V CC , E C , α and V SS are erased, and the outputs A 1 , A 2 , A S of the AD converter and the thermistor. The resistance value of 14 is expressed by equation (6).
【数６】 (Equation 6)
【００１６】上記（６）式から明らかなように、切り換
えスイッチ１７を高速に切り換え、その時のＡＤコンバ
ータ１９の出力Ａ1 ，Ａ2 ，ＡS と抵抗値Ｒ，Ｒ1 ，Ｒ
2 の値を用い演算することにより、任意の温度における
サーミスタ１４の抵抗値を求めることができる。制御演
算回路２０は（６）式により、サーミスタ１４の抵抗値
を算出し、例えば、サーミスタの抵抗値と検出対象の温
度との関係を示すテーブルを参照するなどして検出対象
の温度を求める。As is apparent from the above equation (6), the changeover switch 17 is changed over at high speed, and the outputs A 1 , A 2 , A S of the AD converter 19 at that time and the resistance values R, R 1 , R.
By calculating using the value of 2 , the resistance value of the thermistor 14 at an arbitrary temperature can be obtained. The control arithmetic circuit 20 calculates the resistance value of the thermistor 14 by the equation (6), and obtains the temperature of the detection target by, for example, referring to a table showing the relationship between the resistance value of the thermistor and the temperature of the detection target.
【００１７】また、上記（６）式には、増幅器１８のゲ
インＫ、電圧ＶCC 、電圧ＥC 、ＡＤコンバータ１９の
αが含まれていないので、切り換えスイッチ１７の切り
換え速度を電源電圧変動、増幅器のゲインの変動などに
対し充分高速にすることにより、電圧、ＡＤコンバータ
１９のリファレンス電圧の変動、温度変化などによる増
幅器のゲインの変動などに影響されず精度良くサーミス
タの抵抗値を求めることができ、正確に検出対象の温度
を検出することができる。Further, since the equation (6) does not include the gain K of the amplifier 18, the voltage V CC , the voltage E C , and the α of the AD converter 19, the switching speed of the changeover switch 17 is changed by the power supply voltage fluctuation, The resistance value of the thermistor can be accurately obtained without being influenced by the voltage, the fluctuation of the reference voltage of the AD converter 19, the fluctuation of the gain of the amplifier due to the temperature change, etc. by making the speed sufficiently high against the fluctuation of the gain of the amplifier. It is possible to accurately detect the temperature of the detection target.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、電源電圧、ＡＤコンバータのリファレンス
電圧の変動、温度変化などによる増幅器のゲインの変動
などに影響されずに精度良く検出対象物の温度を検出す
ることができ、例えば、プリンタなどの機器の温度制御
を正確に行うことができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the object to be detected can be accurately detected without being affected by the power supply voltage, the fluctuation of the reference voltage of the AD converter, the fluctuation of the gain of the amplifier due to the temperature change, and the like. The temperature of an object can be detected, and for example, the temperature of a device such as a printer can be accurately controlled.
【図１】この発明の１実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of the present invention.
【図２】ＡＤコンバータを用いたサーミスタ温度検出装
置の従来例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional example of a thermistor temperature detecting device using an AD converter.
１１ 抵抗 １２ 抵抗 １３ 抵抗 １４ サーミスタ １５ 抵抗 １６ 抵抗 １７ 切り換えスイッチ １８ 増幅器 １９ ＡＤコンバータ ２０ 制御演算回路 ２１ メモリ 11 resistance 12 resistance 13 resistance 14 thermistor 15 resistance 16 resistance 17 changeover switch 18 amplifier 19 AD converter 20 control arithmetic circuit 21 memory
Claims (3)
なる第１の直列回路と、 第２の抵抗体(12)と所定の第１の温度のとき上記サーミ
スタが示す抵抗値に等しい抵抗値を持つ第３の抵抗体(1
5)からなる第２の直列回路と、 第４の抵抗体(13)と所定の第２の温度のとき上記サーミ
スタが示す抵抗値に等しい抵抗値を持つ第５の抵抗体(1
6)からなる第３の直列回路からなり、 上記第１、第２、第３の直列回路を並列に接続し電源回
路に接続した温度検出回路と、 上記第１の直列回路の抵抗体(11)とサーミスタ(14)の接
続点Ｐ、第２の直列回路の抵抗体(12)と抵抗体(15)の接
続点Ｑおよび第３の直列回路の抵抗体(13)と抵抗体(16)
の接続点Ｓを半導体増幅器(18)の入力端子に選択的に接
続する切り換えスイッチ(17)と、 増幅器(18)の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤコ
ンバータ(19)と、 ＡＤコンバータ(19)の出力信号に基づきサーミスタ(14)
の抵抗値を算出し検出対象の温度を求めるとともに上記
切り換えスイッチ(17)の切り換え信号を発生する制御演
算回路(20)と、 上記ＡＤコンバータ(19)の出力を記憶するメモリ(21)か
らなり、 上記制御演算回路(20)は上記切り換えスイッチ(17)を切
り換えて上記接続点Ｐ，Ｑ，Ｓの各電位に対応したデジ
タル信号を順次読み込み、該デジタル信号と上記温度検
出回路の各抵抗体(11,12,13,15,16)の抵抗値に基づきサ
ーミスタの抵抗値を算出することを特徴とするＡＤコン
バータを用いたサーミスタ温度検出装置。1. A first series circuit comprising a first resistor (11) and a thermistor (14), a second resistor (12) and a resistance value indicated by the thermistor at a predetermined first temperature. A third resistor (1 with a resistance equal to
And a fifth resistor (1) having a resistance value equal to the resistance value of the thermistor at a predetermined second temperature and a second series circuit composed of (5).
And a temperature detection circuit in which the first, second, and third series circuits are connected in parallel and are connected to a power supply circuit, and a resistor (11) of the first series circuit. ) And the thermistor (14), a connection point P, a second series circuit resistor (12) and a resistor (15) connection point Q, and a third series circuit resistor (13) and a resistor (16).
A change-over switch (17) for selectively connecting the connection point S to the input terminal of the semiconductor amplifier (18), an AD converter (19) for converting the output signal of the amplifier (18) into a digital signal, and an AD converter (19 ) Output signal based on the thermistor (14)
It consists of a control arithmetic circuit (20) that calculates the resistance value of (1) to obtain the temperature of the detection target and generates a switching signal of the changeover switch (17), and a memory (21) that stores the output of the AD converter (19). The control arithmetic circuit (20) switches the changeover switch (17) to sequentially read digital signals corresponding to the potentials of the connection points P, Q, S, and the digital signals and the resistors of the temperature detection circuit. A thermistor temperature detecting device using an AD converter, wherein the resistance value of the thermistor is calculated based on the resistance value of (11, 12, 13, 15, 16).
の抵抗体(16)の抵抗値は任意の温度に対応するサーミス
タの抵抗値にそれぞれ設定されていることを特徴とする
請求項１のＡＤコンバータを用いたサーミスタ温度検出
装置。2. The third resistor (15) and the fifth resistor according to claim 1.
2. The thermistor temperature detecting device using an AD converter according to claim 1, wherein the resistance value of the resistor (16) is set to the resistance value of the thermistor corresponding to an arbitrary temperature.
取り付けられていることを特徴とする請求項１のＡＤコ
ンバータを用いたサーミスタ温度検出装置。3. A thermistor temperature detecting device using an AD converter according to claim 1, wherein the thermistor (14) according to claim 1 is attached to a printer.
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| JP3204947A JP2530950B2 (en) | 1991-07-20 | 1991-07-20 | Thermistor temperature detection device using AD converter |
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| JP3204947A JP2530950B2 (en) | 1991-07-20 | 1991-07-20 | Thermistor temperature detection device using AD converter |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0526741A JPH0526741A (en) | 1993-02-02 |
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| JP3204947A Expired - Lifetime JP2530950B2 (en) | 1991-07-20 | 1991-07-20 | Thermistor temperature detection device using AD converter |
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- 1991-07-20 JP JP3204947A patent/JP2530950B2/en not_active Expired - Lifetime
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